半导体气体传感器存在选择性差、工作温度偏高、长期稳定性差等缺点,导致传感器的发展及应用领域受到极大限制。针对传统的氧化物半导体存在的问题,本文以二维胶体晶体(PS球)为模板,通过磁控溅射的方法,分别制备出SnO2/CuO和SnO2/WO3二维多孔复合纳米薄膜,以及BiFe03二维多孔纳米薄膜,并对所制备材料的气敏传感性能进行了测试和分析。具体工作如下:(1)基于二维胶体晶体模板法构筑的Sn02二维多孔纳米薄膜,发现在100 ℃下传感器对H2S表现出较高的响应和良好的选择性,并且通过调节PS球孔径尺寸及多孔薄膜的厚度可获得对H2S气敏性能的可控探测。进一步研究了 Sn02/Cu0二维多孔复合纳米薄膜传感器对H2S在不同温度、不同浓度下的气敏特性,结果表明SnO2/CuO气敏传感器在50℃下对25 ppm H2S的灵敏度可高达594,是单一SnO2的5倍左右,并对SnO2/CuO传感器的工作机理进行了分析。(2)制备SnO2/WO3二维多孔纳米薄膜传感器,发现其在50 ℃对NO2的气敏响应,明显优于单一的SnO2。进一步研究了WO3厚度对SnO2/WO3传感器气敏特性的影响,验证了薄膜厚度对传感器性能的影响至关重要,进一步对这种厚度依赖的气敏传感增强机理进行了分析与讨论。(3)以胶体晶体为模板,采用磁控溅射获得BiFe03二维多孔纳米薄膜并应用于传感测试,发现在100℃下传感器对乙醇表现出明显的气敏响应。研究了薄膜厚度、退火温度对BiFeO3传感器气敏特性的影响,结果表明在600 ℃下退火处理的100nm BiFeO3对C2H5OH的响应最佳。为了能进一步提高气敏特性,对其进行了表面等离子处理,经过处理的BiFe03薄膜气敏响应明显提升,并且性能增强程度与等离子体处理的功率和时间密切相关,经过进一步的表面元素状态表征和分析,提出基于等离子表面处理的气敏增强机理。